Cluster Beowulf

Sup. Tec. Em Redes de Computadores

Processamento Distribuído e Paralelização

Alunos: • Luiz Marcos de L. Martins - 63848

• Renan F. de Oliveira - 59723

• Lucas da Costa Lima - 66754

• Felipe Ferreira Câmara - 62044

Introdução

Um Cluster pode ser definido como um conjunto de nós processadores que, interligados via rede, comportam-se como um sistema distribuído.

– Existem 3 tipos de Cluster

• Cluster de Alto Desempenho (HPC- High Performance Computing).

• Cluster de Alta Disponibilidade (HA - High Availability).

• Cluster para Balanceamento de Carga (LB - Load Balance).

Cluster Beowulf: O que é?

• Beowulf é o nome de um projeto para aglomerado de computadores (Clusters) para computação paralela, usando computadores pessoais, não especializados e portanto mais baratos. O projeto foi criado por Donald Becker da NASA, e hoje são usados em todo mundo, principalmente para processamento de dados com finalidade científica. Beowulf são clusters de desempenho escaláveis, baseados numa infra-estrutura de hardware comum, rede privada e software 'open source' (Linux). O 'hardware comum' pode ser qualquer tipo de computador, significando que não é necessário usar equipamentos próprios para cluster, bastando utilizar equipamentos comuns a redes tradicionais e PCs.

Projeto Beowulf NASA

» NASA 128-Processor Beowulf cluster

Cluster Beowulf: O que é?

• Nos projetos Beowulf, existe um servidor responsável por controlar todo o cluster, principalmente quanto à distribuição de tarefas e processamento. Como utiliza computadores comuns, o desempenho pode melhorar de acordo com os nós que o desenvolvedor ( Linux) acrescentar, uma vez que o processamento é feito paralelamente. Isso porque a tarefa a ser processada é separada em partes independentes, distribuídas nos vários nós que estão na estrutura do cluster, nos quais as informações são processadas pela máquina que é designada como servidor do sistema.

Clusters Beowulf

Cluster The Borg da McGill University Cluster Scyld de Michael Will

Como implementar?

• Como não depende de equipamento específico, o cluster Beowulf é basicamente composto de uma máquina chamada de servidor e outras máquinas chamadas escravas, sendo uma ou mais. A configuração do cluster consiste essencialmente de dois passos: Configuração no nó mestre (servidor) e configuração dos nós escravos. A implementação acontece através de modificações no Linux, ou através do uso de ferramentas e bibliotecas de programação específicas para esse fim. Em todos os casos, o objetivo é permitir a distribuição das tarefas entre os PCs que fazem parte do cluster.

Vantagens

• Sistemas escaláveis, sendo possível pôr em rede e coordenar infinitos nós para utilização do cluster.

• Os equipamentos utilizados são facilmente comercializados, não necessitando de nenhum equipamento específico

• No caso de um nó defeituoso, a substituição é tão simples quanto mudar um PC, assim é possível gerenciar as falhas de maneira eficiente, baseando-se na fácil substituição de peças.

• Existe uma mobilidade em relação ao fornecedor de hardware, uma vez que os equipamentos são comuns. Desta forma, quem for implementar o cluster Beowulf não fica amarrado a comprar peças de um único fornecedor.

• Com sistema operacional ‘open-source’, o software é gratuito e inclui o código fonte, permitindo o debug dos erros e correções.

Desvantagens

• A grande maioria do hardware de rede não foi criada para funcionar em processamento paralelo.

• Mesmo com a popularidade crescendo, existem ainda poucos softwares que suportem e tratem este tipo de cluster como um sistema único.

• É necessário ter experiência e conhecimento de administração de sistemas Linux.

Opções de Software

• HP• Northrop Grumman• Accelerated Servers• Penguin Computing• Aspen Systems• PSSC Labs• Custom Fit, Inc.• Atipa• Turbotek• Microway

Conclusão

• Através de todo o estudo desenvolvido, concluiu-se que a implementação de um Cluster Beowulf não depende de nenhum tipo específico de equipamento, além de ser desenvolvido sobre uma plataforma aberta, o que possibilita ser bastante evolutivo. Desta forma, a utilização deste cluster se faz muito viável, comparando as diversas vantagens que se sobressaem sob as desvantagens, uma vez que exista a necessidade de processamento com alto desempenho e alta disponibilidade, com limitações de orçamento. Pode-se observar que a comunidade “beowulf” vem crescendo, mas que ainda faltam mecanismos que possibilitem melhor funcionamento em alguns hardwares, suporte e disseminação de informação para que esta popularidade e uso cresça ainda mais.